主余震序列作用下地铁车站易损性分析

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxj364199013
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随着我国经济的不断发展,我国地下交通发展快速,地铁车站的建设逐步增加,针对地铁车站抗震性能的研究也引起了研究人员的关注,当下地铁车站结构的抗震设计仍是考虑针对结构承载力的理念上,考虑地震作用也是针对单一主震地震波进行研究,未能有效认识到结构二次抗震能力的重要性,国家对于地铁车站结构抗主余震性能所做出的规范相对有限。目前研究人员进行结构受地震荷载作用分析中主要采取动力时程分析方法,能够准确的表达出结构一段时间内的位移、内力等变化,全面的展示出地下结构所受地震动强度、频谱特性和震动持续时间,模拟结构跟趋近真实情况,但囿于计算过程涉及大量物理参数且计算过程相对繁琐所需算量较大。而地下Pushover分析法是一种计算相对简单,结果准确的静力分析法,本文以沈阳市地铁10号线北大营车站为工程背景,采用ABAQUS有限元软件,结合前人研究文献的基础上运用Pushover法对地铁车站结构进行抗主余震响应分析,研究工作主要有:(1)对沈阳地铁车站及周边土体进行建模,选取适合该场地类型的地震波合成主余震序列,通过对地铁车站结构进行弹塑性动力时程分析和Pushover分析,研究车站结构受到主余震序列作用时的损伤规律,结构率先出现破坏为薄弱部位,即结构框架中柱与结构底板连接处,两种分析方法计算结果进行对比分析能够有效地验证Pushover分析法对地铁车站结构受到主余震序列作用时计算的适用性。(2)研究在主余震序列作用时车站结构抗主余震性能的影响因素,通过改变不同工况下的有关参数,包括:结构埋深、土体刚度、混凝土强度等级、存在偏压情况,分析地铁车站结构在不同工况下的抗主余震响应。结构埋深增加顶板所受应力增大,车站结构在较低的峰值加速度就进入塑性变形阶段;车站结构周围土体的刚度提升使土体的稳定性增加,对于结构的相对扰动效果减少,结构的应力响应降低;混凝土强度等级的提升在一定程度上提高了结构的承载能力,但也在另一方面降低结构抗变形能力;车站结构上部出现偏压,上部荷载造成土体扰动,土体与上部荷载施加在结构受压侧造成结构承载能力的降低。(3)采用非线性时程分析法对车站结构进行模拟,绘制结构易损性曲线,能够确定车站结构在PGA相同情况下主余震序列对结构的损伤大于主震单独作用,余震的发生能够增加结构极限状态的超越概率,对四种极限状态超越概率分别增加10.19%、15.12%、20.33%、28.17%。通过易损性曲线研究预测车站结构在主余震序列作用时产生的破坏程度。
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